Úvod do problematiky

O čem je tento projekt?

V tomto projektu se budete zabývat
- současnou a hlavně budoucí železnicí,
- výpočetní technikou (HW, SW),
- matematickým modelováním,
- formálními jazyky,
- výpočtem bezpečnosti a spolehlivosti,
- bezpečnostními kódy
- optimalizačními úlohami,
- integrováním systémů a
- vším, co Vás bude těšit a bude se týkat daného tématu.

Proč tento projekt?

Protože počítačové systémy hrají stále důležitější roli ve všech oblastech železniční dopravy (od plánování až po zabezpečení)
Protože návrh těchto systémů je těžký a málokdo to umí
Protože současné systémy mohou být mnohem více integrovány
Protože je to zajímavé
Protože nám můžete pomoci najít další "protože"

Popis současné situace v oblasti železniční dopravy

Jeden z hlavních cílů automatizace, a to nejen železniční dopravy, je kontrola (řízení) a zvyšování RAMS parametrů (spolehlivost, pohotovost, udržovatelnost a bezpečnost). Systémy, které zajišťují v železniční dopravě omezování rizika (bezpečnost), se obecně označují jako zabezpečovací zařízení (signalling systems). elezniční standardy pro takováto zařízení, a to jak české tak evropské (EN50129, EN50128), například požadují extrémně nízkou intenzitu hazardních poruch (10^-9/hod), které by mohly vzniknout během provozu.

Při návrhu zabezpečovacích zařízení je třeba se vyrovnat s RAMS požadavky, které velice často ve svém důsledku jdou proti sobě. Například architektura vedoucí k odolnosti systému proti chybám nesmí snižovat schopnosti detekce chyb v systému a tudíž ke zvyšování intenzity hazardních poruch. Pro zajišťování RAMS požadavků existuje celá řada principů a metod-technik (Fault-tolerant, Fail-safe, Formal Verification), které umožňují jak na úrovni HW tak na úrovni SW dosáhnou snížení příslušných rizik. Návrh příslušné HW/SW architektury založený na výše uvedených prostředcích je na druhé straně samozřejmě omezen cenou, která musí být dostupná pro aplikace v železniční dopravě. Vyvážení všech těchto parametrů je pak předmětem různých modelovacích a ověřovacích postupů, které umožní vyvážený návrh příslušných systémů.

Tato oblast je rozsáhlá a zahrnuje prostředky od formálních metod (VDM, PVS, HOL, PN) přes bezpečnostní kódy až po strukturální pravděpodobnostní modely (Markovovské modely - MC, SAN, GSPN) pro kvantitativní analýzu.

Klíčová slova:

Critical real-time applications, Ultra-dependable real-time embedded computers, Fault-tolerant systems, Hard real-time applications, Fail-safe control system, Man-machine interfaces, Critical operational mission, Long lifetime mission, System Failure Modelling